JP2017523466A - 平文の暗号化方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、平文を暗号化する方法に関し、該方法は、平文（２０）を、視覚情報を表わすことができる情報（１８）に変換する工程、および少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）を生成する工程を含み、ここで、それらのランダムコードの組み合わせは、視覚情報を表わすことができる情報（１８）に等しく、 これによって、平文（２０）をランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）へと暗号化する。【選択図】図２

Description

本発明は、暗号学の分野に関する。 より具体的には、本発明は、視覚暗号化によって平文を暗号化する方法に関する。

暗号法において、平文は、送信者が受信者に送信したい情報である。クリアテキストは、同義語としてしばしば使用される。平文は、暗号アルゴリズム（通常、暗号化アルゴリズム）の操作（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）に関係し、暗号アルゴリズムが操作する入力である。クリアテキストは、対照的に、暗号化されずに（すなわち「平文で（ｉｎ ｔｈｅ ｃｌｅａｒ）」）送信または保存されるデータを指す。

コンピューター時代の前に、平文は、最も一般には、通信者の言語でのメッセージテキストを意味していた。コンピューターが一般に利用可能になってからは、その定義は以下を含むように拡大された：メッセージ（例えば、電子メールメッセージ）、文書コンテンツ（例えば、ワードプロセッサーファイル）、オーディオファイル、ＡＴＭおよびクレジットカード情報、センサーデータ、非公開を望む他のデータ。
（ｈｔｔｐ：／／ｅｎ ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｐｌａｉｎｔｅｘｔから）

暗号化自体は、傍受を防がないが、インターセプターへのメッセージ内容を拒否する。暗号化方式において、平文と呼ばれるメッセージまたは情報は、暗号化アルゴリズムを使用して暗号化され、解読される場合にのみ読み取られ得る暗号文が生成される。技術的な理由で、暗号化方式は、通常、アルゴリズムによって生成された擬似ランダムの暗号化キーを使用する。原則として、暗号化キーを所有せずにメッセージを解読することは可能であるが、良く設計された暗号化方式については、大規模なコンピューティングリソースおよびスキルが必要とされる。認可された受信者は、発信者によって認可されていないインターセプターではなく受信者に対して提供された、暗号化キーを用いてメッセージを容易に解読することができる。
（ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎから）

キーは、暗号アルゴリズムまたは暗号の機能アウトプットを決定する情報の１つ（パラメーター）である。キーなしでは、アルゴリズムは有用な結果を生まないだろう。暗号化において、キーは、平文の暗号文への特定の変換または解読中の暗号文の平文への特定の変換を指定する。キーはまた、デジタル署名方式およびメッセージ認証コードなどの、他の暗号アルゴリズムに使用される。キーが推測されることを防ぐために、キーは、真にランダムに生成され、十分なエントロピーを含む必要がある。真にランダムなキーを安全に生成する方法に関する問題は、困難であり、様々な暗号システムによって多くの方法で対処されてきた。
（以上は、ｈｔｔｐ／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｋｅｙ＿（ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ）から）

しかしながら、キーだけではランダムであるが、キーによって生成された暗号文はランダムではない。

本発明は、平文を暗号化する方法を提供することを目的とし、ここで暗号文も同様にランダムである。

本発明は、先行技術の前述および他の問題への解決策を提供することを目的とする。
以下の記載によって、本発明の他の目的および利点が明白となるだろう。

平文を暗号化する方法であって、該方法は、
平文（２０）を、視覚情報を表わすことができる情報（１８）に変換する工程、および
少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）を生成する工程を含み、ここで、それらのランダムコードの組み合わせは、視覚情報を表わすことができる情報（１８）に等しく、
これによって、平文（２０）をランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）へと暗号化する。

該方法はさらに、
少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）の各々を暗号文（１６Ａ、１６Ｂ）に暗号化する工程を含み得る。

少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）の各々を暗号文（１６Ａ、１６Ｂ）に暗号化する工程は、ＲＳＡアルゴリズムを適用する工程を含み得る。

少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）を生成する工程は、視覚暗号化を含み得る。

少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）の組み合わせは、ＸＯＲ関数を含み得る。

視覚情報を表わすことができる情報（１８）は、画像の視覚情報の黒と白の画素を表わすための、各々がオンまたはオフを表わす、一連のバイナリーコードを含み得る。

視覚情報を表わすことができる情報（１８）は、一連の非バイナリーコードを含み得、その各々は、画像の視覚情報の着色画素を表わす。

平文（２０）を視覚情報を表わすことができる情報（１８）に変換する工程は、
ＡＳＣＩＩなどの既知の変換テーブルを介して平文（２０）の各文字を非ランダムコード（２２）に変換する工程、および
非ランダムコード（２２）を一連の画素の情報に変換する工程を含み得る。

平文（２０）を視覚情報を表わすことができる情報（１８）に変換する工程は、
平文（２０）を光学的に走査する工程、および
走査を一連の画素の情報に変換する工程を含み得る。

本発明の理解を促進する目的で、本明細書に記載および例証される実施形態における要素を示すために参照符号が使用されている。それらは、単に例示目的であり、限定するようには意図されていない。また、本発明の実施形態は、システムおよびその方法とともに記載および例証されており、これは、単に例示目的であり、限定するようには意図されていない。

本発明の好ましい実施形態、特徴、態様および利点が、以下の図面とともに本明細書に記載される：

図１は、本発明の一実施形態に従う、暗号化する工程および解読する工程のブロック図である。 図２は、図１の暗号化する工程および解読する工程のブロック図を適用する例である。 図３は、３つの視覚的コードの生成のための、図１の第２工程の別の例を示す。 図４は、別の例に従う、図１の暗号化する工程および解読する工程のブロック図を適用する例である。

図面は必ずしも正確な縮尺率ではない。

本発明は、記述的でることを意図し、限定するようには意図されていない、好ましい実施形態（「最良の形態」）の以下の詳細な説明から理解されるだろう。簡潔さのために、いくつかの周知の特徴、方法、システム、手順、構成要素、回路などは、詳細には記載されていない。

図１は、本発明の一実施形態に従う、暗号化する工程および解読する工程のブロック図である。

図１の暗号化する工程によると、本発明を適用することで、平文を視覚暗号化によって暗号化する。

１０の参照符号が付けられた暗号化する方法の図１の１の参照符号が付けられた第１工程では、平文は、視覚情報を表わすことができる情報に変換される。

平文を視覚情報を表わすことができる情報に変換するために、様々なアプローチが適用され得る。図２および図４は、２つの異なるアプローチについて記載している。

図２は、図１の暗号化する工程および解読する工程のブロック図を適用する例である。

一例によると、平文（２０）の各文字は、そのＡＳＣＩＩコード（２２）の視覚的な二進表示に変換され得、ここで、ＡＳＣＩＩコードは既知の変換テーブルの一例である。例えば、ＡＳＣＩＩテーブル中のＡＳＣＩＩコード（ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ａｓｃｉｉｔａｂｌｅ．ｃｏｍ／）が４９と４９である、２０の参照符号が付けられた平文「１１」は、図２で１の参照符号が付けられた第１工程で、１１０００１（４９のバイナリーコード）と１１０００１（４９のバイナリーコード）の視覚的な二進表示に変換され得、それ故、その組み合わせである、１８の参照符号が付けられた、１１０００１’１１０００１（アポストロフィーは読みやすくするためだけに加えられている）となっている。

各「１」が黒画素によって表わされ、各「０」が白画素によって表わされ得るため、１８の参照符号が付けられた、この１１０００１’１１０００１のコード情報は、図１の第１工程によって示された視覚情報を表わすことができる。別の実施形態によると、各画素は着色画素であり得、それ故、広範囲を有する。

図１で２の参照符号が付けられた第２工程では、視覚情報を表わすことができる情報（１８）（ここでは「視覚情報」）が、視覚暗号法によって符号化される。

視覚暗号法は、解読がコンピューターを必要としない機械操作となるように視覚情報（画像、テキストなど）が暗号化されることを可能にする暗号技術である。

最もよく知られている技術の１つは、Ｍｏｎｉ ＮａｏｒおよびＡｄｉ Ｓｈａｍｉｒが権利を有しており、１９９４年に開発を行った。彼らは視覚復号型秘密分散法を実証し、ここで、すべてのｎシェア（ｓｈａｒｅｓ）を有する者のみが画像を解読することができるように画像がｎシェアへと分割されたが、ｎ−１シェアはいずれも原画像に関する情報を明らかにしなかった。各シェアは別々の透かし（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）上に印刷され、解読がシェアを重ねることによって実行された。すべてのｎシェアが重ねられると、原画像が現われるだろう。

同様の概念を用いて、ワンタイムパッド暗号化を実施するために透かしが使用され得、ここで、１枚の透かしは共有のランダムパッドであり、別の透かしは暗号文として作用する。

本実施例において、画像は２つの成分画像へと分割されている。各成分画像は、原画像中にあらゆる画素に対する１対の画素を有している。これらの画素対は、以下の規則に従って黒または白で陰影をつけられる：原画像の画素が黒かった場合、成分画像中の画素対は補足的なもの（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）でなければならず；タンダムに、一方が黒−白で陰影をつけられ、他方が白−黒で陰影をつけられる。これらの相補対は、重ねられると、濃い灰色で現れる。他方では、原画像の画素が白かった場合、成分画像中の画素対は、黒−白の両方または白−黒の両方と一致しなければならない。これらの一致する対は、重ねられると、薄い灰色で現れる。

したがって、２つの成分画像が重ねられると、原画像が現われる。しかしながら、成分画像は、単独で考慮されると、原画像に関する情報を明らかにせず、黒−白／白−黒の対のランダムパターンを区別できない。さらに、１つの成分画像を有している場合、上記の陰影をつける規則を使用して、あらゆる画像を生成するために組み合わさる偽造成分画像を生成することができる。

１つの主画像から２つの画像を作るバイナリー（黒および白）の視覚暗号法のための単純なアルゴリズムがあり、該アルゴリズムは、以下のように説明される：第１画像を、主画像のサイズで完全にランダムな画像としてとり、第２画像は第１画像と同じとなるが、主画像の画素であるときに、第２画像は、値を第１画像の排他的論理和（ＸＯＲ）に変化する。ここでは２つの画像を有し、単独では意味をなさないが、これらの２つの画像がＸＯＲであるときに、主画像が示されるだろう。
（ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｖｉｓｕａｌ ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙから）

上記の記事は、視覚暗号法の実証を含む。見かけ上ランダムな黒および白の画素の２つの大きさが同じ合わせられた画像が重ねられると、Ｗｉｋｉｐｅｄｉａのロゴが現われる。

以下の実施例は、ＸＯＲアルゴリズムを典型的な視覚暗号法技術として仮定する。

ＸＯＲアルゴリズムを適用することによって２つの視覚的コードを生成する、図２で２の参照符号が付けられた、第２工程の実施例によると、第１視覚的コード（１４Ａ）は、１１００００’００１１１１であるとランダムに決定され得、第２視覚的コード（１４Ｂ）は、０００００１’１１１１１０であると決定され得、これは、１１００００’００１１１１ ＸＯＲ ０００００１’１１１１１０が、１８の参照符号が付けられた視覚情報１１０００１’*１１０００１と等しいからである。

図１で３および４の参照符号が付けられた第３工程および第４工程で、視覚的コードの各々は別々に符号化される。

図２で３および４の参照符号が付けられた第３工程および第４工程の実施例によると、１１００００’００１１１１のコードは、１０進表記に、したがって、４８（１１００００の部分に対して）および１５（００１１１１の部分に対して）に変換され、それらの各々は、暗号文、すなわち（１６Ａ）および（１６Ｂ）に暗号化される。したがって、ランダムコード（１４Ａ）は暗号文（１６Ａ）に暗号化され、ランダムコード（１４Ｂ）は暗号文（１６Ｂ）に暗号化される。

図２は、暗号文（１６Ｂ）をともに構成する、９６（４８の部分に対して）および３０（１５の部分に対して）への典型的な２を掛ける（ｍｕｌｔｉｐｌｙ−ｂｙ−２）暗号化を示し、０００００１’１１１１１０のコードは、１（０００００１の部分に対して）および６２（１１１１１０の部分に対して）の１０進表記に変換され、これらは、暗号文（１６Ｂ）をともに構成する、２（１の部分に対して）および１２４（６２の部分に対して）への２を掛ける暗号化によって暗号化される。

２を掛ける暗号化は、もちろん、単に暗号化アルゴリズムに対する単純化された例である。好ましい実施形態によると、ＲＳＡアルゴリズムが選択され得る。ＲＳＡは、Ｒｏｎ Ｒｉｖｅｓｔ、Ａｄｉ ＳｈａｍｉｒおよびＬｅｏｎａｒｄ Ａｄｌｅｍａｎを表わし、彼らは１９７７年に初めてアルゴリズムを公に記載した。

図１で２の参照符号が付けられた第２工程で、視覚暗号法によって符号化された、視覚情報を表わすことができる情報は、図２の実施例より多数のランダムコードを生成し得る。

図３は、本実施例では３つの視覚的コードである、２つを超える視覚的コードを生成する、２の参照符号が付けられた、第２工程の別の実施例を示す。

第１視覚的コード（１４Ａ）は、（図２でのように）１１００００’００１１１１であるとランダムに決定され得、第２視覚的コード（１４Ｂ）は、０００１１１’１１００１１であるとランダムに決定され得、第３視覚的コード（１４Ｃ）は、０００１１０’００１１００１であると決定され得、これは、１１００００’００１１１１ ＸＯＲ ０００１１１’１１００１１ ＸＯＲ ０００１１０’００１１００１が、１８の参照符号が付けられた視覚情報１１０００１’*１１０００１と等しいからである。

図４は、別の実施例に従う図１の暗号化する工程および解読する工程のブロック図を適用する例である。

一実施形態によると、平文の文字は、光学的方法を適用することによって、視覚情報を表わすことができる情報に変換され得、それ故、視覚情報を表わすことができる情報は、実際に視覚情報である。

例えば、平文「１ １」は、その画像に変換され得、その結果、（一部分を無視する場合）それは、光学走査を介して０１０１０’０１０１０によって表わされ得る、（１２の参照符号が付けられたボックス中で示される）２つの間隔を置かれた垂直線を含み得る。
図４に示される次の工程は、図２の工程と同じである。

図１で１０Ａの参照符号が付けられた解読する方法の工程は、実質的に、図１の暗号化する方法（１０Ａ）の逆の工程である。

図面及び／又は本明細書の記載において、以下の参照符号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎｓ Ｌｉｓｔト）が言及されている：
・符号（１０）は、本発明の一実施形態に従う、暗号化する方法を示す；
・符号（１０Ａ）は、本発明の一実施形態に従う、解読する方法を示す；
・符号（１２）は、２つの間隔を置かれた垂直線を示す；
・符号（１４Ａ）、（１４Ｂ）および（１４Ｃ）は、平文の暗号である、ランダムコードを示す；
・符号（１６Ａ）および（１６Ｂ）は、平文の暗号である、暗号文を示す；
・符号（１８）は、例えば一連の黒と白の画素の視覚情報を表わすことができる情報を示す；
・符号（２０）は、暗号化される平文を示す；
・符号（２２）は、まだ暗号化されてない、平文から生成されたコードを示す。

本発明の実施形態の前述の記載および例証は、例示目的で示されている。それは、網羅的であるように又は本発明をどの形態であっても上記の記載に限定するようには意図されていない。

上に定義され、請求項で使用されている用語は、この定義に従うように解釈されるべきである。請求項中の参照符号は、請求項の一部ではなく、むしろ理解を促進するために使用されている。これらの参照符号は、どの形態であっても請求項を限定するように解釈されるべきでない。

Claims (9)

1. 平文を暗号化する方法であって、該方法は、
   平文（２０）を、視覚情報を表わすことができる情報（１８）に変換する工程、および
   少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）を生成する工程を含み、ここで、それらのランダムコードの組み合わせは、視覚情報を表わすことができる前記情報（１８）に等しく、これによって、前記平文（２０）を前記ランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）へと暗号化する、方法。
2. 前記少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）の各々を暗号文（１６Ａ、１６Ｂ）に暗号化する工程をさらに含む、請求項１に記載の平文を暗号化する方法。
3. 前記少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）の各々を暗号文（１６Ａ、１６Ｂ）に暗号化する前記工程が、ＲＳＡアルゴリズムを適用する工程を含む、請求項２に記載の平文を暗号化する方法。
4. 前記少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）を生成する前記工程が、視覚暗号化を含む、請求項１に記載の平文を暗号化する方法。
5. 前記少なくとも２つのランダムコード（１４Ａ、１４Ｂ）の組み合わせの関数が、ＸＯＲ関数を含む、請求項１に記載の平文を暗号化する方法。
6. 視覚情報を表わすことができる前記情報（１８）が、画像の視覚情報の黒と白の画素を表わすための、各々がオンまたはオフを表わす、一連のバイナリーコードを含む、請求項１に記載の平文を暗号化する方法。
7. 視覚情報を表わすことができる前記情報（１８）が、一連の非バイナリーコードを含み、その各々が、画像の視覚情報の着色画素を表わす、請求項１に記載の平文を暗号化する方法。
8. 前記平文（２０）を視覚情報を表わすことができる前記情報（１８）に変換する前記工程が、
   既知の変換テーブルを介して前記平文（２０）の各文字を非ランダムコード（２２）に変換する工程、および
   前記非ランダムコード（２２）を一連の画素の情報に変換する工程を含む、請求項１に記載の平文を暗号化する方法。
9. 前記平文（２０）を視覚情報を表わすことができる前記情報（１８）に変換する前記工程が、
   前記平文（２０）を光学的に走査する工程、および
   走査を一連の画素の情報に変換する工程を含む、請求項１に記載の平文を暗号化する方法。